Ca tái tạo lồng ngực bằng titan ứng dụng công nghệ in 3D đầu tiên ở Đông Nam Á

Thách thức khi phẫu thuật

TS.BS Đặng Quang Huy - Phó Giám đốc Trung tâm Tim mạch, Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Times City cho hay, ca bệnh được tái tạo lồng ngực là bệnh nhân nữ 55 tuổi (tại Hà Nam).

Bệnh nhân bị đau tức nặng ở ngực trái nhiều tuần, cảm giác đau kéo dài liên tục, đau tăng lên khi hít thở, gây khó khăn trong sinh hoạt hàng ngày. Bệnh nhân có tiền sử mắc ung thư tuyến giáp, phải cắt toàn bộ vú trái do u.

Trước đó, bệnh nhân đi khám tại bệnh viện tỉnh và phát hiện khối u lồng ngực (u trung thất trước). Kết quả cho thấy, khối u trung thất có kích thước lớn, lên tới 11,5cm. Khối u đã xâm lấn phức tạp vào thành ngực trái, xương sườn số 2, 3, 4, thùy trên phổi trái và một phần xương ức, gây chèn ép nghiêm trọng lên tim, phổi và các cơ quan xung quanh.

Ê-kíp thực hiện phẫu thuật và tái tạo lồng ngực cho bệnh nhân (Ảnh: BVCC).

Ca bệnh được chẩn đoán đã ở giai đoạn muộn, điều trị bằng hóa chất và xạ trị không còn hiệu quả, chỉ có thể giải quyết bằng phẫu thuật cắt rộng u kèm theo xương ức và các xương sườn lân cận.

Đây được đánh giá là ca bệnh khó do bệnh nhân có khối u lớn, diện tích phẫu thuật rộng. Khối u dính gần tim, phổi là thách thức khi phẫu thuật vì có nguy cơ cao đe dọa sức khỏe của bệnh nhân.

Theo BS.Huy, ngoài việc triệt căn khối u, ca bệnh cũng đặt ra thách thức lớn trong việc tái tạo thành ngực nhằm bảo vệ chức năng tim, phổi sau phẫu thuật. Nếu không được tái tạo đúng cách, nguy cơ suy giảm hô hấp và chấn thương các cơ quan nội tạng sẽ tăng cao đáng kể.

Bài toán cho tạo hình lồng ngực

Trước đây tại Việt Nam nói riêng cũng như Đông Nam Á nói chung, những khuyết hổng lồng ngực lớn sau mổ ung thư thường được che phủ bằng cách sử dụng các vạt da cơ từ các vị trí khác, tạo thành một vết sẹo lớn và gây sang chấn tâm lý cho bệnh nhân.

Các vật liệu nhân tạo được sử dụng trước đây cũng chỉ mang tính chất che phủ hình thái, không bảo vệ được quả tim và lá phổi bên trong lồng ngực ở đúng vị trí và hoạt động bình thường, chống được các va đập từ bên ngoài. Bởi vậy, các phương án phẫu thuật truyền thống vẫn chưa thể coi là giải pháp tối ưu.

"Lồng ngực không phải là một cấu trúc tĩnh mà liên tục chuyển động giãn nở theo nhịp thở và hoạt động của tim, phổi. Chính vì vậy, khuyết hổng lớn ở thành ngực trước là một thách thức lớn trong việc phục hồi cấu trúc giải phẫu cho vị trí này", BS.Huy nhấn mạnh.

Theo các y văn trước đây, một số nghiên cứu trên thế giới đã đưa ra một số thiết kế mảnh ghép sử dụng công nghệ 3D. Tuy nhiên, ở mỗi thiết kế vẫn còn những nhược điểm nhất định như phức tạp, khó thao tác dẫn đến thời gian phẫu thuật kéo dài.

Để giải quyết bài toán này, nhóm thiết kế gồm các chuyên gia tim mạch lồng ngực, chấn thương chỉnh hình Vinmec và đội ngũ kỹ sư của Trung tâm công nghệ 3D trong y học, Đại học VinUni đã trải qua gần ba tuần nghiên cứu, cải tiến để khắc phục các hạn chế từ những thiết kế trước, thử nghiệm hàng chục tình huống mô phỏng để thiết kế đạt độ tỉ mỉ, tinh xảo, đảm bảo độ mỏng và chuẩn xác theo tiêu chuẩn cao nhất.

Ca mổ tái tạo gần như toàn bộ ngực trái cho bệnh nhân đã thành công sau gần 3 giờ (Ảnh: BVCC).

Sản phẩm không chỉ đột phá về thiết kế mà còn tích hợp tấm lưới chống thoát vị phổi, vượt trội so với các ca phẫu thuật trên thế giới vốn phải in nhiều mảnh ghép riêng lẻ để bảo vệ phổi và tim. Sự sáng tạo này giúp hạn chế tối đa rủi ro các mảnh ghép rời bị di lệch trong cơ thể sau phẫu thuật.

Theo BSCKII Phạm Trung Hiếu - Phó Giám đốc Lab 3D, Đại học VinUni, hợp kim titan là vật liệu có độ bền cao và có tuổi thọ suốt đời. Chỉ trong trường hợp bệnh nhân gặp biến chứng do bệnh tái phát mới phải tháo ra.

Hiện nay, trên thế giới chưa có thiết kế tương tự như thiết kế tái tạo lồng ngực bằng titan ứng dụng công nghệ in 3D để điều trị cho trường hợp bệnh nhân ở Hà Nam. 

"Chúng tôi nghiên cứu trong 3 tuần, công nghệ và mực in nhập khẩu từ Đức nhưng thiết kế, quy trình chế tạo hoàn toàn do người Việt Nam thực hiện. Chúng tôi tạo lớp in có độ dày 0,03mm, xếp chồng lên nhau, có độ đàn hồi, cố định trên xương tạo ra lưới chống thoát vị tim- phổi", BS.Hiếu nói.

Nếu đặt ở nước ngoài, thời gian nhập hàng sẽ là 6-12 tuần, lúc này việc phẫu thuật sẽ ở thế bị động. Nhưng khi chế tạo ngay tại Việt Nam, các thiết kế dựa trên hoàn toàn thiết kế gốc, có thể gia giảm và bảo đảm được miếng ghép vừa khít cho bệnh nhân.

"Quá trình cắt xương sườn, lắp ghép, cố định chính xác sẽ được thực hiện mô phỏng trên máy tính một lần, thực hiện trên mô hình lần 2, sau đó các chuyên gia mới lựa chọn thiết kế cuối cùng. Vì thế, đây là thiết kế vượt trội, lần đầu tiên thực hiện tại Đông Nam Á", BS.Hiếu thông tin.

Theo các báo cáo khoa học đã công bố, trong 10 năm qua, có khoảng 50 ca tạo hình khuyết hổng lồng ngực 3D sử dụng vật liệu hợp kim của titan ở Mỹ, châu Âu, Hàn Quốc...

Đặc biệt, bệnh nhân nữ ở Hà Nam là ca đầu tiên tại Đông Nam Á và Việt Nam là nước thứ tư tại châu Á sử dụng toàn bộ xương nhân tạo, lưới chống thoát vị cho tim phổi được thiết kế hoàn chỉnh và in 3D vật liệu titan, không tích hợp hay pha trộn chất liệu khác.